45特殊性質(zhì)的土解析課件

§4-6土的物理力學(xué)性質(zhì)及其指標(biāo)土的三相組成

固體（土粒）液體（水）氣體（氣體）1土的三相比例指標(biāo)§4-6土的物理力學(xué)性質(zhì)及其指標(biāo)土的三相組成固體（土1V：

總體積

W:總重量(KN)Vs:土粒體積Ws:土粒重量Vw:土中水的體積Ww:土中水的重量Va:土中空氣體積Vv:土中孔隙體積VWV=Vs+Vw+Va=Vv+VsW=Ws+Ww土粒水氣體VvV：總體積2

（1）土粒比重G（土粒重量與同體積的4℃時水的重量之比）——水在4℃時單位體積的重量，等于10kN／m3。顆粒比重決定于土的礦物成分，同一種類的土，其顆粒比重變化幅度很小。顆粒比重可在試驗(yàn)室內(nèi)用比重瓶法測定。由于顆粒變化的幅度不大，通?？砂唇?jīng)驗(yàn)數(shù)值選用。在數(shù)值上等于土粒密度，但比重沒有單位（1）土粒比重G（土粒重量與同體積的4℃時水的重量之比）3

（2）土的重度（單位體積土的重量（單位為kN／m3））天然狀態(tài)下土的重度變化范圍較大。土的重度一般用“環(huán)刀法”測定，用一個圓環(huán)刀(刀刃向下)放在削平的原狀土樣面上，徐徐削去環(huán)刀外圍的土，邊削邊壓，使保持天然狀態(tài)的土樣壓滿環(huán)刀容積內(nèi)，稱得環(huán)刀內(nèi)土樣重量，求得它與環(huán)刀容積之比值即天然重度。（2）土的重度（單位體積土的重量（單位為kN／m34（3）土的干重度

：土單位體積中固體顆粒部分的重量（單位為kN／m3）（4）飽和重度：土孔隙中充滿水時的單位體積重量。（單位為kN／m3）

（3）土的干重度：土單位體積中固體顆粒部分的5

（5）土的有效重度（浮重度或水下重度）γ′：在地下水位以下，單位土體積中土粒的重量扣除浮力后，即為單位土體積中土粒的有效重量

（5）土的有效重度（浮重度或水下重度）γ′：在地下水位以下6（6）土的含水量：土中水的重量與土粒重量之比，以百分?jǐn)?shù)計(jì)

天然土層的含水量變化范圍很大，它與土的種類、埋藏條件及其所處的自然地理環(huán)境等有關(guān)。一般說來，同一類土，當(dāng)其含水量越，強(qiáng)度越低。土的含水量一般用“烘干法”測定。先稱小塊原狀土樣的濕土重，然后置于烘箱內(nèi)維持100～105℃烘至恒重，再稱干土重，濕、干土重之差與干土重的比值，就是土的含水量。

（6）土的含水量：土中水的重量與土粒重量之比，以百分?jǐn)?shù)計(jì)7(7)土的飽和度：土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比，以百分率計(jì)飽和度值愈大，表明土孔隙中充水愈多?？紫锻耆珵樗錆M時，Sr=100%，土處于飽和狀態(tài)；孔隙中全是氣體，沒有水分，Sr=0%，土處于干燥狀態(tài)(自然界實(shí)際很少)。工程實(shí)際中，按飽和度常將土劃分為如下三種含水狀態(tài)：濕度稍濕很濕飽和Sr（%）Sr<5050≤Sr≤80Sr＞80(7)土的飽和度：土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體8對粘性土通常不按飽和度，而按稠度指標(biāo)——液性指數(shù)IL評述其含水狀態(tài)。對于粉土，由于毛細(xì)作用引起的假塑性，按液性指數(shù)評價狀態(tài)無意義，所以按含水量述粉土的含水(濕度)狀態(tài)。濕度稍濕濕很濕ω（%）ω＜2020≤ω≤30ω＞30對粘性土通常不按飽和度，而按稠度指標(biāo)——液性指9(8)

孔隙比：土中孔隙體積與土粒體積之比，用小數(shù)表示一般e<0.6的土是密實(shí)的低壓縮性土，e>1.0的土是疏松的高壓縮性土。(8)孔隙比：土中孔隙體積與土粒體積之比，用小數(shù)表示一般10（9）孔隙率：土中孔隙體積與總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示

孔隙率和孔隙比都說明土中孔隙體積的相對數(shù)值。但工程計(jì)算中常用孔隙比。自然界土的孔隙率與孔隙比的數(shù)值取決于土的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，數(shù)值愈大，土中孔隙體積愈大，土結(jié)構(gòu)愈疏松；反之，結(jié)構(gòu)愈密實(shí)。由于土的松密程度差別極大，土的孔隙比變化范圍也大，無粘性土雖孔隙較大，但因數(shù)量少，孔隙比相對較低；粘性土則因孔隙數(shù)量多和大孔隙的存在，孔隙比常相對較高。（9）孔隙率：土中孔隙體積與總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示112無粘性土的緊密狀態(tài)1)決定無粘性土緊密狀態(tài)的因素(1)首先取決于無粘性土的受荷歷史和形成環(huán)境。(2)與無粘性土的顆粒組成、礦物成分及顆粒形狀等因素有關(guān)。1)組成顆粒愈粗，粒間孔隙愈大，但孔隙比愈小，愈較密實(shí)，穩(wěn)定性愈好。組成顆粒均勻，粒間不易相互填充，使密實(shí)度相對較??；組成顆粒不均勻，較粗大顆粒粒間孔隙為微細(xì)顆粒所充填，孔隙比變小，使密實(shí)度相對較大。2)主要由片狀顆粒組成土的孔隙比遠(yuǎn)大于由柱狀和粒狀顆粒組成者。因此，砂土和粉土中含云母愈多，密實(shí)度愈差，強(qiáng)度和穩(wěn)定性愈小。2無粘性土的緊密狀態(tài)1)決定無粘性土緊密狀態(tài)的因素12按孔隙比e：土名密實(shí)中密稍密疏松礫砂、粗砂和中砂<0.60.6~0.750.75~0.85>0.85細(xì)砂和粉砂<0.70.7~0.850.85~0.95>0.952）無粘性土緊密狀態(tài)的確定方法

原狀砂樣

對于位于地下水位以上的砂土，可用環(huán)刀法、或灌砂法(或注水法)來測定其天然重度：其中環(huán)刀法適用于濕砂；灌砂法(或注水法)適用于干砂。對于位于地下水位以下的砂土，特別是粉細(xì)砂，必需于鉆孔內(nèi)取樣。

灌砂法按孔隙比e：土名密實(shí)中密稍密疏松礫砂、粗砂和中砂<0.60.13按相對密度（具有概括性，但由于各參數(shù)測定的困難，致使應(yīng)用并不廣泛）——砂土在最松散狀態(tài)時的孔隙比(測定方法：將疏松的風(fēng)干砂樣，通過長頸漏斗輕輕地倒入容器，求其最小重度。)；——砂土在最密實(shí)狀態(tài)時的孔隙比(測定方法：將疏松的風(fēng)干砂樣分幾次裝入金屬容器，并加以振動或錘擊夯實(shí)，直至密度不變?yōu)橹?，求其最大重度?；

e——砂土的天然孔隙比。從上式可知，若無粘性土的天然孔隙比e接近于，即相對密度Dr接近于1時，土呈密實(shí)狀態(tài)；當(dāng)e接近于時，即相對密度Dr接近于0，則呈松散狀態(tài)。緊密狀態(tài)密實(shí)中密稍密疏松Dr值0.76＜Dr≤10.33＜Dr≤0.760.2＜Dr≤0.330≤Dr≤0.2原狀砂樣

按相對密度（具有概括性，但由于各參數(shù)測定的困難，致使應(yīng)用并不14按標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)緊密狀態(tài)密實(shí)中密稍密疏松N值N＞3015＜N≤3010＜N≤15N≤10按標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)緊密狀態(tài)密實(shí)中密稍密疏松N值153粘性土的物理性質(zhì)（1）粘性土的界限含水量液限塑限縮限固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)流塑、流動狀態(tài)ωS

ωp

ωL

測定方法

錐式液限儀碟式液限儀搓條法收縮皿法現(xiàn)常用聯(lián)合法測定液限和塑限或按液限與塑限的相關(guān)關(guān)系確定塑限。擾動土

3粘性土的物理性質(zhì)（1）粘性土的界限含水量液限塑限縮限固16（2）粘性土的液性指數(shù)和塑性指數(shù)塑性指數(shù)IP：指液限和塑限的差值液性指數(shù)IL：指粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比當(dāng)ω小于ωP時，IL小于0，天然土處于堅(jiān)硬狀態(tài)；當(dāng)ω大于ωL時，IL大于1，天然土處于流動狀態(tài)；當(dāng)ω在ωP與ωL之間時，即IL在0～1之間，則天然土處于可塑狀態(tài)。因此可以利用液性指數(shù)IL來表征粘性土所處的軟硬狀態(tài)。IL值愈大，土質(zhì)愈軟；反之，土質(zhì)愈硬。狀態(tài)堅(jiān)硬硬塑可塑軟塑流塑液性指數(shù)ILIL≤00＜IL≤0.250.25＜IL≤0.750.75＜IL≤1.0IL＞1.0（2）粘性土的液性指數(shù)和塑性指數(shù)塑性指數(shù)IP：指液限和塑限的174土的力學(xué)性質(zhì)1）土的壓縮性壓縮系數(shù)a：在e—P曲線上任一點(diǎn)的切線斜率，表示相應(yīng)于壓力P作用下土的壓縮性原狀土

壓縮系數(shù)愈大，表明在同一壓力變化范圍內(nèi)土的孔隙比減小得愈多，土的壓縮性愈大。4土的力學(xué)性質(zhì)1）土的壓縮性原狀土壓縮系數(shù)愈大，表明在同18壓縮指數(shù)Cc：半對數(shù)壓縮曲線e—后段的斜率。土的壓縮性低壓縮性土中壓縮性土高壓縮性土（MPa-1）＜0.10.1≤＜0.5≥0.5CcCc＜0.20.2≤Cc＜0.4Cc≥0.4同壓縮系數(shù)a一樣，壓縮指數(shù)Cc值越大，土的壓縮性越高。與壓縮系數(shù)a不同，它在直線段范圍內(nèi)并不隨壓力而變。壓縮指數(shù)Cc：半對數(shù)壓縮曲線e—后段的斜率19壓縮模量Es：土在完全側(cè)限條件下的豎向附加壓應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變增量之比值。壓縮模量Es與壓縮系數(shù)a成反比，即Es越小土的壓縮性越高。為了便于比較和應(yīng)用，通常采用壓力間隔p1=0.1MPa增加到p2=0.2MPa所得的壓縮模量，則上式改為：

壓縮模量Es：土在完全側(cè)限條件下的豎向附加壓應(yīng)力與202）土的抗剪強(qiáng)度

在抗剪強(qiáng)度與正壓應(yīng)力關(guān)系曲線圖上，土的抗剪強(qiáng)度是通過坐標(biāo)原點(diǎn)而與橫坐標(biāo)成角的直線。無粘性土的抗剪強(qiáng)度不但決定于內(nèi)摩擦角的大小，而且還隨正壓應(yīng)力的增加而增加，而內(nèi)摩擦角的大小與無粘性土的密實(shí)度、土顆粒大小、形狀、粗糙度和礦物成分以及粒徑級配的好壞程度等因素都有關(guān)，無粘性土的密實(shí)度愈大、土顆粒愈大、形狀愈不規(guī)則、表面愈粗糙、級配愈好，則內(nèi)摩擦角愈大。而無粘性土的含水量愈大，則內(nèi)摩擦角愈小。(1)無粘性土的抗剪強(qiáng)度2）土的抗剪強(qiáng)度在抗剪強(qiáng)度與正壓21(2)粘性土的抗剪強(qiáng)度

在一定排水條件下，粘性土的正壓應(yīng)力與抗剪強(qiáng)度之間基本上仍成直線關(guān)系，但不通過原點(diǎn)

3）土的動力特性

土體在動荷載作用下的抗剪強(qiáng)度比在靜荷載作用下的有所降低，并且往往產(chǎn)生附加變形。土體在動荷載作用下抗剪強(qiáng)度降低及變形增大的幅度除取決于土的類別和狀態(tài)等特性外，還與動荷載的振幅、頻率及震動(或振動)加速度有關(guān)。(2)粘性土的抗剪強(qiáng)度在一定排水條22§4-7特殊土的主要工程性質(zhì)一、軟土軟土泛指淤泥及淤泥質(zhì)土，是在各種靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟粘性土。它富含有機(jī)質(zhì)，天然含水量ω大于液限ωL，天然孔隙比e≥1.0。軟土主要由粘粒和粉粒等細(xì)小顆粒組成。粘粒的粘土礦物成分以水云母和蒙脫石為主。這些粘土礦物和有機(jī)質(zhì)顆粒表面帶有大量負(fù)電荷，與水分子作用非常強(qiáng)烈，因而在其顆粒外圍形成很厚的結(jié)合水膜，且在沉積過程中由于粒間靜電引力和分子引力作用，形成絮狀和蜂窩狀結(jié)構(gòu)。

§4-7特殊土的主要工程性質(zhì)一、軟土23軟土的物理力學(xué)特性:

(1)高含水量和高孔隙性軟土的天然含水量ω大于液限ωL，并且天然含水量隨液限的增大而增加。天然孔隙比e≥1.0。軟土的高含水量和高孔隙性決定其高壓縮性和低抗剪強(qiáng)度。(2)滲透性低由于軟土主要由粘粒和粉粒等細(xì)小顆粒組成，所以其滲透系數(shù)很小。

軟土的物理力學(xué)特性:24(3)壓縮性高

軟土屬高壓縮性土，其壓縮系數(shù)一般為0.7~1.5MPa-1（≥0.5MPa-1——高壓縮性土），其壓縮性隨著土的液限和天然含水量的增大而增高。該類土的變形有如下特征：1)變形大而不均勻2)變形穩(wěn)定歷時長（滲透性很弱，水分不易出）(3)壓縮性高25(4)抗剪強(qiáng)度低軟土的抗剪強(qiáng)度小且與加荷速度及排水固結(jié)條件密切相關(guān)。(5)較顯著的觸變性和蠕變性軟土觸變性顯著。表現(xiàn)在長期恒定應(yīng)力作用下，軟土將產(chǎn)生緩慢的剪切變形，并導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減；在固結(jié)沉降完成之后，軟土還可能繼續(xù)產(chǎn)生次固結(jié)沉降。(4)抗剪強(qiáng)度低26二濕陷性黃土

1．濕陷性黃土的特征和分類特征：黃土是第四紀(jì)干旱和半干旱氣候條件下形成的一種特殊沉積物。顏色多呈黃色、淡灰黃色或褐黃色；顆粒組成以粉粒為主，粒度大小較均勻，粘粒含量較少；含碳酸鹽、硫酸鹽及少量易溶鹽；含水量小；孔隙比大，一般在1.0左右，且具有肉眼可見的大孔隙；具有垂直節(jié)理。二濕陷性黃土1．濕陷性黃土的特征和分類27分類（1）按成因可分為：原生黃土——風(fēng)成黃土為原生黃土，無層理，具上述典型特征次生黃土——一般不完全具備上述黃土特征，具有層理，并含有較多的砂粒以至細(xì)礫，故也稱為黃土狀土。（2）按濕陷性可分為：濕陷性黃土——在上覆土的自重壓力作用下，或在上覆土的自重壓力與附加壓力共同作用下，受水浸濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉。非濕陷性黃土——工程性質(zhì)接近于一般粘性土。黃土在我國分布很廣，其中濕陷性黃土約占3／4，其濕陷性由西北向東南逐漸減弱，厚度變薄。（3）按形成年代可分為：老黃土和新黃土。黃土形成年代愈久，由于鹽分溶濾較充分，固結(jié)成巖程度大，大孔結(jié)構(gòu)退化，土質(zhì)愈密實(shí)，強(qiáng)度高而壓縮性小，濕陷性減弱甚至不具濕陷性。分類282．黃土濕陷性的形成及影響因素(1)黃土濕陷性的形成原因①黃土的結(jié)構(gòu)特征及其物質(zhì)組成是產(chǎn)生濕陷的內(nèi)在因素。②水的浸潤和壓力作用僅是產(chǎn)生濕陷的外部條件。2．黃土濕陷性的形成及影響因素29(2)黃土濕陷性的影響因素

1)骨架顆粒的大小、含量和膠結(jié)物的聚集形式。骨架顆粒愈多，膠結(jié)物含量較少，成薄膜狀包圍顆粒，粒間連結(jié)脆弱，因而濕陷性愈強(qiáng)；相反，骨架顆粒較細(xì)，膠結(jié)物豐富，顆粒被完全膠結(jié)，則粒間連結(jié)牢固，結(jié)構(gòu)致密，濕陷性弱或無濕陷性。2)粘土粒的含量愈多，并均勻分布在骨架顆粒之間，則具有較大的膠結(jié)作用，土的濕陷性愈弱。3)黃土中的鹽類，以難溶鹽類膠結(jié)作用的，濕陷性弱，而易溶鹽含量愈大，土的濕陷性愈強(qiáng)。(2)黃土濕陷性的影響因素304)天然孔隙比和天然含水量。天然孔隙比愈大，則濕陷性愈強(qiáng)。天然含水量愈多，濕陷性愈弱。5)在一定的天然孔隙比和天然含水量情況下，黃土的濕陷變形量將隨浸濕程度和壓力的增加而增大，但當(dāng)壓力增加到某一個定值以后，濕陷量卻又隨著壓力的增加而減少。6)堆積年代和成因。形成年代愈久，由于鹽分溶濾較充分，固結(jié)成巖程度大，大孔結(jié)構(gòu)退化，土質(zhì)愈趨密實(shí)，強(qiáng)度高而壓縮性小，濕陷性減弱甚至不具濕陷性。7)所處環(huán)境條件。地下水位深度愈大，濕陷性愈大；埋藏深度愈小而土層厚度愈大的，濕陷影響愈強(qiáng)烈。4)天然孔隙比和天然含水量。天然孔隙比愈大，則濕陷性313．黃土濕陷性及濕陷類型判別

(1)黃土濕陷性的判別判別黃土是否具有濕陷性，可根據(jù)室內(nèi)壓縮試驗(yàn)，在規(guī)定壓力下測定的濕陷系數(shù)來判定。濕陷系數(shù)是天然土樣單位厚度的濕陷量。<0.015時，為非濕陷性黃土；≤0.03，為弱濕陷性黃土；≥0.015時，為濕陷性黃土0.03<≤0.07，為中等濕陷性黃土；>0.07，為強(qiáng)濕陷性黃土。3．黃土濕陷性及濕陷類型判別32(2)黃土及其建筑場地的濕陷類型與判別類型：自重濕陷性黃土：濕陷性黃土受水浸濕后，在其自重壓力下發(fā)生濕陷的；非自重濕陷性黃土：濕陷性黃土受水浸濕后，在其自重壓力與附加壓力共同作用下才發(fā)生濕陷的。

(2)黃土及其建筑場地的濕陷類型與判別331)黃土的濕陷類型可按室內(nèi)壓縮試驗(yàn)，在土的飽和(Sr>0.85)自重壓力下測定的自重濕陷系數(shù)判定。當(dāng)<0.015時，為非自重濕陷性黃土；≥0.015時，為自重濕陷性黃土。2)建筑場地或地基的濕陷類型，應(yīng)按實(shí)測自重濕陷量或按累計(jì)的計(jì)算自重濕陷量判定。當(dāng)實(shí)測或計(jì)算自重濕陷量≤7cm時，為非自重濕陷性黃土場地；當(dāng)實(shí)測或計(jì)算自重濕陷量＞7cm時，為自重濕陷性黃土場地；1)黃土的濕陷類型可按室內(nèi)壓縮試驗(yàn)，在土的飽和(Sr>0.8344．黃土濕陷起始壓力濕陷性黃土地基在某一壓力下浸水開始出現(xiàn)濕陷時，此壓力即為濕陷起始壓力()。即當(dāng)黃土地基上的自重壓力和附加壓力之和小于濕陷起始壓力時，地基土只產(chǎn)生壓縮變形，不會發(fā)生濕陷。只有當(dāng)外部壓力增大到某一界限，足以克服其浸水后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時，則發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，即發(fā)生濕陷。浸水結(jié)構(gòu)強(qiáng)度愈小的土，濕陷系數(shù)愈大，而濕陷起始壓力愈小。所以濕陷起始壓力也反映黃土濕陷性的強(qiáng)烈程度。4．黃土濕陷起始壓力35濕陷起始壓力的實(shí)用意義：(1)用于確定土層和場地的濕陷類型凡濕陷起始壓力小于上覆飽和自重壓力的土層，即為自重濕陷性黃土；反之為非自重濕陷性黃土。(2)對于非自重濕陷性黃土地基，如果控制基底壓力不超過土的濕陷起始壓力，則地基即使受水浸濕也不致產(chǎn)生濕陷變形，因而可不采取設(shè)防措施。(3)對非自重濕陷性黃土地基，如果設(shè)計(jì)使在地基的某一深度以下，作用在土體上的飽和自重壓力與附加壓力之和小于土的濕陷起始壓力時，則這一深度以下受水浸潤時將不致產(chǎn)生濕陷。所以當(dāng)需要消除地基全部濕陷性時，可利用基底以下各土層與分布曲線對比，決定處理濕陷性黃土層的厚度H。濕陷起始壓力的實(shí)用意義：36風(fēng)成黃土的特征：①各地風(fēng)成黃土的礦物組成基本一致，不受下伏基巖影響，黃土中的礦物碎屑成分有50余種，石英和長石占90%以上；②分選性良好，大部分顆粒粒度局限在0.05～0.005mm的范圍內(nèi)；③由于黃土顆粒細(xì)，又呈懸移搬運(yùn)，故其磨圓度差；④黃土層理不明顯，發(fā)育垂直節(jié)理；⑤孔隙度高達(dá)44%～55%；⑥常含鈣質(zhì)結(jié)核。

風(fēng)成黃土的特征：37黃土破碎塬黃土破碎塬38黃土澗黃土澗39黃土墚黃土墚40黃土起伏墚黃土起伏墚41黃土滑坡黃土滑坡42風(fēng)成沙山風(fēng)成沙山43風(fēng)蝕殘丘風(fēng)蝕殘丘44三紅粘土

1、紅粘土的概述

紅粘土是指在亞熱帶濕熱氣候條件下，碳酸鹽類巖石及其間夾的其他巖石，經(jīng)紅土化作用形成的高塑性粘土。紅粘土一般呈褐紅、棕紅等顏色，液限大于50%。經(jīng)流水再搬運(yùn)后仍保留其基本特征，液限大于45%的坡、洪積粘土，稱為次生紅粘土，在相同物理指標(biāo)情況下，其力學(xué)性能低于紅粘土。紅粘土的一般特點(diǎn)是天然含水量和孔隙比很大，但其強(qiáng)度高、壓縮性低，工程性能良好。三紅粘土1、紅粘土的概述452、紅粘土的組成成分

由于紅粘土系碳酸鹽類及其他類巖石的風(fēng)化后期產(chǎn)物，母巖中的較活動性的成分SO2-4，Ca2+，Na+，K+等經(jīng)長期風(fēng)化淋濾作用相繼流失，SiO2部分流失，此時地表則多集聚含水鐵鋁氧化物及硅酸鹽礦物，并繼而脫水變?yōu)檠趸F鋁Fe2O3和Al2O3或A1(OH)3。使土染成褐紅至磚紅色。因此，紅粘土的礦物成分除仍含有一定數(shù)量的石英顆粒外，大量的粘土顆粒則主要為多水高嶺石、水云母類、膠體SiO2、及赤鐵礦、三水鋁土礦等組成，不含或極少含有機(jī)質(zhì)。2、紅粘土的組成成分463、紅粘土的一般物理力學(xué)特征1)天然含水量高，一般為40%～60%，高達(dá)90%。2)密度小，天然孔隙比高（一般為1.4～1.7，最高2.0），具有大孔性。3)高塑性。液限一般為60%～80%，高達(dá)110%；塑限一般為40%～60%，高達(dá)90%；塑性指數(shù)一般為20～50。4)由于塑限很高，所以盡管天然含水量高，一般仍處于堅(jiān)硬或硬可塑狀態(tài)，液性指數(shù)IL一般小于0.25。但其飽和度一般在90%以上，因此，甚至堅(jiān)硬粘土也處于飽水狀態(tài)。5)一般呈現(xiàn)較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性。6)不具有濕陷性；原狀土浸水后膨脹量很小(<2%)，但失水后收縮劇烈，原狀土體積收縮率為25%，而擾動土可達(dá)40%～50%。3、紅粘土的一般物理力學(xué)特征474、紅粘土的物理力學(xué)性質(zhì)變化規(guī)律1)在沿深度方向，隨著深度的加大，其天然含水量、孔隙比和壓縮性都有較大的增高，狀態(tài)由堅(jiān)硬、硬塑變?yōu)榭伤堋④浰芤灾亮魉軤顟B(tài)，因而強(qiáng)度大幅度降低。所以基礎(chǔ)宜盡量淺埋。2)在水平方向，在地勢較高的部位，由于排水條件好，其天然含水量、孔隙比和壓縮性均較低，強(qiáng)度較高，而地勢較低處則相反。3)平面分布上次生坡積紅粘土與紅粘土的差別也較顯著：原生殘積紅粘土土質(zhì)致密，次生坡積紅粘土顏色較淺，其物理性質(zhì)與殘積土有時相近，但較松散，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差，故雨、旱季土質(zhì)變化較大。4)裂隙對紅粘土強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響紅粘土具有較小的吸水膨脹性，但具有強(qiáng)烈的失水收縮性。故裂隙發(fā)育。4、紅粘土的物理力學(xué)性質(zhì)變化規(guī)律48紅土及鋁土礦紅土及鋁土礦49四膨脹土

1、概論

膨脹土是指含有大量的強(qiáng)親水性粘土礦物成分，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮、且脹縮變形往復(fù)可逆的高塑性粘土。膨脹土多分布于Ⅱ級以上的河谷階地或山前丘陵地區(qū)，個別處于I級階地。呈黃、黃褐、灰白、花斑(雜色)和棕紅等色。它一般強(qiáng)度較高，壓縮性低，易被誤認(rèn)為工程性能較好的土，但由于具有膨脹和收縮特性，在膨脹土地區(qū)進(jìn)行工程建筑，如果不采取必要的設(shè)計(jì)和施工措施，會導(dǎo)致大批建筑物的開裂和損壞，并往往造成坡地建筑場地崩塌、滑坡、地裂等嚴(yán)重的不穩(wěn)定因素。

四膨脹土1、概論50從成因看：殘積—坡積、湖積、沖積—洪積和冰水沉積等，其中以殘積—坡積型和湖積型脹縮性最強(qiáng)。從形成年代看：一般為上更新世(Q3)及其以前形成的土層。從分布的氣候條件看：在亞熱帶氣候區(qū)，脹縮性較為強(qiáng)烈。從成因看：512、膨脹土的特征1)粘粒含量多達(dá)35%～85%。液限一般為40%～50%。塑性指數(shù)多在22～35之間。2)天然含水量接近或略小于塑限，故一般呈堅(jiān)硬或硬塑狀態(tài)。3)天然孔隙比小，變化范圍常在0.50～0.80之間。且隨土體濕度的增減而變化，即土體增濕膨脹，孔隙比變大；土體失水收縮，孔隙比變小。4)自由膨脹量一般超過40%，也有超過100%的。膨脹力、收縮率差異很大。5)裂隙發(fā)育，致使土體承載力降低，并喪失穩(wěn)定性。6)當(dāng)膨脹土的含水量劇烈增大或土的原狀結(jié)構(gòu)被擾動時，土體強(qiáng)度會驟然降低，壓縮性增高。2、膨脹土的特征523、影響膨脹土脹縮變形的主要因素

(1)主要內(nèi)在因素：土的粘粒含量和蒙脫石含量、土的天然含水量和密實(shí)度及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等。粘粒含量愈多，親水性強(qiáng)的蒙脫石含量愈高，土的膨脹性和收縮性就愈大；天然含水量愈小，膨脹率愈大，但失水收縮率則愈小。同樣成分的土，吸水膨脹率隨天然孔隙比的增大而減小，而收縮則相反；但是，土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度愈大，土體抵制脹縮變形的能力也愈大。(2)主要外部因素：氣候條件、地形地貌及建筑物地基不同部位的日照、通風(fēng)及局部滲水影響等各種引起地基土含水量劇烈或反復(fù)變化的各種因素。3、影響膨脹土脹縮變形的主要因素53五填土填土是一定的地質(zhì)、地貌和社會歷史條件下，由于人類活動而堆填的土。填土層無論從堆填方式、組成成分、分布特征及其工程性質(zhì)等方面，均表現(xiàn)出一定的復(fù)雜性。五填土填土是一定的地質(zhì)、地貌和社會541、填土的工程分類及工程地質(zhì)問題填土根據(jù)其組成物質(zhì)和堆填方式形成的工程性質(zhì)的差異，劃分為素填土、雜填土和沖填土三類。(1)素填土